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元素有机化合物的涵义和分类; 元素有机化合物的合成方法; 有机锂、硼、硅化合物结构和性质 ; 了解过渡金属 π 络合物。. 元素有机化合物的涵义和分类; 有机锂、硼、硅化合物的重要反应。. 1 元素有机化合物的涵义. 含有氢、氧、氮、硫、氯、溴、碘以外的其他元素 - 碳键的有机化合物。. (CH 3 ) 3 B. C 2 H 5 MgBr. (C 6 H 5 ) 3 SiCl. 三甲基硼烷. 溴化乙基镁. 三苯基氯硅烷. Ti(OC 2 H 5 ) 4. 不是元素有机化合物。. 钛酸乙酯. 乙基膦酸二甲酯.
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元素有机化合物的涵义和分类; 元素有机化合物的合成方法; 有机锂、硼、硅化合物结构和性质; 了解过渡金属π络合物。 元素有机化合物的涵义和分类; 有机锂、硼、硅化合物的重要反应。
1元素有机化合物的涵义 • 含有氢、氧、氮、硫、氯、溴、碘以外的其他元素-碳键的有机化合物。 (CH3)3B C2H5MgBr (C6H5)3SiCl 三甲基硼烷 溴化乙基镁 三苯基氯硅烷 Ti(OC2H5)4 不是元素有机化合物。 钛酸乙酯 乙基膦酸二甲酯
2元素有机化合物的价键类型 主要形成离子型化合物, 主要形成络合物, 主要形成键化合物, * 可形成桥键化合物。
(1)非金属元素 • 硼、硅、磷、砷、硒、碲、氟,与碳原子以σ型共价键相连。 • 键的极性,可以根据元素电负性作粗略估计。 C—F键,极性极性很强; 其余几种非金属元素-碳键的极性不强。
(2)金属元素 • 非过渡金属元素: 第一、二主族的钠、钾、铷、铯和钙、锶、钡常生成离子键型金属有机化合物。 其余非过渡金属元素一般生成共价键型金属有机化合物。 (C2H5)2Mg (C5H5)-Mg+ 二乙基镁,共价键型 二环戊二烯基镁,离子键型
过渡金属元素: 与有机基团(烃基、酰基)形成σ型金属-碳共价键; 与不饱和的有机基团或分子形成非经典的多原子π型键。 三氯乙烯合铂(II)酸钾 环戊二烯基三羰基铁
3元素有机化合物的分类 (1)离子型化合物 • 第一、二主族的烃基化合物,通式为RM、R2M。 • 一般不溶于烃类溶剂,其溶液可以导电,遇水发生剧烈水解。 • 由不稳定的碳负离子所形成的化合物反应活性高。 • 比较稳定: (C6H5)3C-Na+ (C5H5-)2Ca2+ 三苯甲基钠 环戊二烯基钙
(2)σ键化合物 • 第一、二副族及第三到第七主族元素主要生成σ键化合物。 Hg(CH3)2 (C2H5)4Pb 二甲基汞 四乙基铅 • 性质和碳化合物有些相似: 典型的σ键化合物的反应活性比典型的离子键化合物小; 具有挥发性,对空气稳定,一般溶于非极性溶剂。
具有一些碳化合物所不具备的特点: ①由第三周期元素形成的化合物,3d轨道可以参与成键; ②第三主族元素所形成的MR3型化合物,显路易斯酸性;易与R3N、R2O、R2S形成络合物。 ③第五、六主族元素形成的R3P、R2S型化合物,显路易斯碱性,易与缺电子分子形成配位络合物。
(3) 非经典键化合物 • 多中心键型化合物: • π-络合物: 二茂铁 二苯铬
1由单质或无机化合物合成 (1) 卤代烃与单质的反应
(2)烃的取代反应 苯基二氯胂
2 元素有机化合物互变 (1)金属有机化合物与卤化物反应
1 有机锂化合物制法 • 烷基锂和简单的芳基锂:可由金属锂与卤代烷或卤代芳烃反应制得。 • 烷基锂对空气和水都很敏感,因此制备反应必须在干燥的氮气保护下进行。
较复杂的有机锂化合物: 金属-氢交换 金属-卤素交换
2有机锂化合物的结构 • 根据烃基的结构不同,有机锂化合物可分为三类: 烷基锂 CH3Li n-C4H9Li 乙烯基式烃基锂 CH2= CHLi C6H5Li 烯丙基式烃基锂 CH2= CHCH2Li C6H5CH2Li
有机锂化合物无论是晶体,或者是在烃类溶剂中,都是以缔合形式存在。 • 烷基锂在弱碱性介质中也是四聚的,强碱性介质四甲基乙二胺能使它离解成为单分子,并与四甲基乙二胺形成1:1的络合物。
3有机锂化合物的反应 • 和活泼氢反应 • 和极性重键加成
1硼化合物的基本特点 ①硼原子的价层电子结构为2s22p1,常用三个sp2杂化轨道与其他原子结合,生成三价的硼化合物。 • 这些化合物的分子形状为平面三角形,硼原子上还有一个空的2p轨道与这个平面垂直。 • 是缺电子分子。
②硼化合物可作为Lewis酸与碱性配体配位。 sp2杂化 sp3杂化 • 形成四配位硼酸盐型化合物M+BX4-。
③能自行缔合,形成二聚体或多聚体,但硼化合物的缔合能力比同族的铝化合物要弱得多,只有含B—H键的硼化合物才能缔合。 • 二硼烷分子中含有两个二电子三中心键。
2有机硼化合物的制法 (1)硼氢化反应
9-BBN (2)无机硼化合物与金属有机试剂的反应
3 烃基硼烷在有机合成上的应用 (1) 硼氢化-氧化反应
三烃基硼烷被碱性过氧化氢氧化成伯醇的反应机理:三烃基硼烷被碱性过氧化氢氧化成伯醇的反应机理:
高级烷基硼烷加热到160℃以上时,硼原子会移到位阻最小的碳原子上。高级烷基硼烷加热到160℃以上时,硼原子会移到位阻最小的碳原子上。
1 硅的电子构型和成键特征 C:1s22s22p2 Si:1s22s22p63s23p23d0 • 以sp3杂化轨道与其他原子化合,形成四面体型化合物; • 3d轨道参与加成键。 sp3d杂化: [RSiCl4]- [SiF5]- sp3d2杂化: [SiF6]2-
形成d—pπ键: 三甲硅基胺N(SiH3)3分子为平面三角形,这一事实可用Si与N之间形成了d—pπ键来解释。 在N(SiH3)3分子中,N是以sp2杂化轨道与三个Si形成三个σ键,余下带有一对孤电子的p轨道与分子的平面垂直。
2 有机硅化合物的类型 (1)硅烷类及其衍生物 • 硅烷类是指符合通式:SinH2n+2 热稳定性差。 硅原子上的氢被有机基团取代后,稳定性增加。 • 比较重要的硅烷衍生物是卤硅烷和烃基卤硅烷。 SiCl4 四氯化硅 CH3SiCl3 甲基三氯硅烷 (C6H5)2SiCl2 二苯基二氯硅烷
(2)硅氧烷类和硅醇类 • 硅氧烷类是含有SiOSi键的化合物。 六甲基二硅氧烷 • 硅醇类是硅原子上带有羟基的有机硅化合物。 (CH3)2(C6H5)SiOH 二甲基苯基硅醇 (C6H5)Si(OH)3 苯基硅三醇
(3)硅酸酯类 • 硅酸酯Si(OR)4可看作正硅酸Si(OH)4的酯,烃基硅酸酯也叫烃基烷氧基硅烷。 (CH3)3SiOCH3 三甲基甲氧基硅烷 C6H5Si(OC2H5)3 苯基三乙氧基硅烷 • 另外,还有硅硫烷类、硅氮烷类、杂硅氧烷类等有机硅化合物及硅-金属化合物等。
3 有机硅化合物的制法 (1)硅烷和氯硅烷
在有机合成反应中,三甲硅基可以用来保护羟基。在有机合成反应中,三甲硅基可以用来保护羟基。
1 过渡金属元素的价电子构型和成键特征 2 不饱和烃π络合物 3 夹心结构π络合物 4 过渡金属在烯烃均相催化反应中的应用